建筑給排水.doc

第一章流體力學基礎一、流體的主要物理性質（一）密度和容重密度（）：指單位體積的均質流體所具有的質量。M/V（kg/m3)容重（）：指單位體積的均質流體所具有的重量。G/V(N/m3)=g流體的密度和容重隨外界壓力和溫度而變化。水：1atm,4時水9807N/m3水1000kg/m3（二）流體的壓縮性和膨脹性1、壓縮性:流體在外界壓力增加時體積縮小的性質。2、膨脹性:流體在外界溫度升高時體積增大的性質，液體的壓縮性和膨脹性很小，氣體有顯著的壓縮性和膨脹性。（三）流體的粘滯性1、概念流體在黏滯力作用下，具有抵抗流體的相對運動（或變形）的能力A由存在于流體內部相鄰流層間的抵抗其相對運動的內摩擦力所產生B是流體在運動時呈現出的特性C流體的粘滯性是流體運動時產生機械能量損失的根源2、粘滯性對管道內水流速度的影響流層單位面積上的內摩擦力,切應力動力黏滯性系數du/dn流速梯度二、流體靜壓強及其分布規(guī)律（一）流體靜壓強及其特性1、概念p=lim（p/）(0)2、特性a.沿作用面的內法線方向b.大小與方位無關c.任意點的流體靜壓只有一個值（二）流體靜壓強的分布規(guī)律1、自由表面和表面壓強自由表面：指液體和它上面的氣體的交界面。表面壓強（P0）：作用在自由表面上的氣體對液體的壓強（如果表面上的是大氣，用Pa表示）標準大氣壓：Pa1.013105（Pa）工程大氣壓：Pa9.8104（Pa）2、基本方程式的第一種形式P=P0+h（pa)P:靜止流體中某一深度處的壓強(pa)；P0：靜止流體的表面壓強(pa)；：流體的容重(N/m3)；h：指定點的深度(m)。3、基本方程式的第二種形式z1p1/=z2p2/=z0p0/(常數）當p1=p2時，z1=z2即壓強相等的任意兩點在同一水平面上；當z2z1時，p1p2即位置較低點的壓強恒大于位置較高點的壓強。（三）壓強的度量1、絕對壓強（Pj)：以完全真空為計量零點2、相對壓強（Px)：以大氣壓強為計量零點3、真空值（Pv)：當流體中某點的Pj小于Pa時，稱PaPj為真空值三、流體運動的基本知識（一）描述流體運動狀態(tài)的常用物理量1、過流斷面（）：與流體運動方向垂直的流體斷面。單位：m22、流量（Q）：單位時間內通過過流斷面的流體體積。單位：m3/s,L/s3、流速（v)：流體在單位時間內所遷移的距離。單位：m/s,cm/sQ=v（二）流體運動的分類1、按運動要素是否隨時間變化恒定流與非恒定流2、按流速沿程是否變化均勻流與非均勻流3、按水流與周邊的接觸情況有壓流：流體在差壓作用下流動時，整個流體周圍都和固體壁相接觸，沒有自由表面。無壓流：液體在重力作用下流動時，液體的部分周界與固體壁相接觸，形成自由表面（三）恒定流的連續(xù)性方程Q1=Q2v11=v22或1/2=v2/v1對于有壓管流：v2/v1（d1/d2)2（四）恒定流能量方程1、方程的形式z1+p1/+(v12/2g)=z2+p2/+(v22/2g)+hw1-22、方程中各項的物理意義z:單位重量的流體所具有的重力勢能（位置水頭）p/:單位重量的流體所具有的壓力勢能（壓強水頭）(v2/2g):單位重量的流體所具有的動能（流速水頭）:動能修正系數hw1-2:單位重量的流體在斷面11和22間的機械能損失；水頭損失）（五）水頭損失1、沿程水頭損失：流體在長直管（或明渠）中流動，所受的摩擦阻力稱為沿程阻力。為克服沿程阻力而消耗的單位重量流體的機械能，稱為沿程水頭損失。hf=（L/d）(v2/2g)沿程阻力系數L管長d管徑v管中平均流速2、局部水頭損失：流體在經過邊界形狀發(fā)生變化的管渠部位時所受的阻力稱為局部阻力。為克服局部阻力而消耗的單位重量流體的機械能，稱為局部水頭損失。hj=(v2/2g)第二章室外給排水系統概述一、室外給水系統任務：自水源取水，并將其凈化到所要求的水質標準后，經輸配水管網系統送往用戶。（一）室外給水系統的功能和組成1、功能：供應城市（鎮(zhèn)）各類建筑所需的生活、生產、消防和市政（如綠化、街道灑水）用水。2、組成：包括取水、凈水和輸配水工程三部分。（1）取水系統包括取水頭部和取水（一級）泵房（2）凈水系統包括設于城市水廠內的沉砂池、絮凝沉淀池、濾池、消毒設備、清水池等一系列凈水設施。（3）輸配水系統包括送水（二級）泵房、輸水管和配水管網固定式取水設施移動式取水設施凈水廠處理流程：（二）給水管網及管網壓力1、輸水管和配水管網（1）輸水管功能：a.把水源的水量輸送到凈水廠；b.當凈水廠遠離供水區(qū)（城區(qū)）時，從水從凈水廠通過干管送至城區(qū)配水管網。（2）配水管網功能：把經過凈化水量配送給各類建筑使用；有干管和支管之分。為了保證供水可靠和便于靈活調度，大、中城市或大型廠礦企業(yè)配水干管都布置成環(huán)形，但在小城市（鎮(zhèn)）也可布置成樹枝狀。輸配水管網枝狀管網環(huán)狀管網2、給水管網的布置原則（1）長遠性原則為避免重復性投資，給水管網按遠期規(guī)劃需要布置，并根據城市規(guī)劃布局要求合理分布于全供水區(qū)。（2）經濟性原則配水管網的干管布置走向按供水主要流向延伸，確保干管盡可能以最短距離到達主要用水地區(qū)；干管的位置盡可能布置在兩側均有較大中水用戶的道路上，以減少配水支管的數量。（3）安全性原則為確保安全供水，干管布置成環(huán)狀網（規(guī)劃區(qū)域周邊地帶個別管段呈枝狀置）。（4）實用性原則管道沿規(guī)劃道路布置，敷設于道路兩邊的人行道下或道路中央綠化帶下免在高級路面或重要道路下敷設。（5）方便性原則為方便用戶取水，管段上需設置配水支管接口和給水栓。配水支管接口的口徑一般為DN150200mm；給水栓的設置地點應方便取水，其設置間距視用水點分布的具體情況而定；管網上應設置市政消火栓，消火栓的設置間距為100120m；管網中閥門設置最大間距不超過1200m；閥門的設置可保證管路檢修時關閉的管道根數不超過1根。3、管網中的水壓（管網中單位重量的水流具有的壓力勢能）給水管網各處的壓力（也稱作壓強水頭，一種流體的能量形式）叫做管網自由水頭。從水廠送出的水，在管網的起端具有一定的能量（包括流速水頭、壓強水頭和位置水頭），但因為管網都具有一定長度，輸、配水過程都會產生水頭損失（單位重量水體的機械能損失），故無論樹枝管網或環(huán)形管網的各處，其壓力勢能（壓強水頭）是不同的。當室內供水所需水壓確定后，必須根據該建筑所在位置，對照該處管網自由水頭（建筑用水水源取自此處），正確選定建筑給水方式，才能保證用水安全可靠。（四）給水方式（給水系統的種類）由于城市發(fā)展規(guī)劃、地形、水源狀況和用水要求等條件的不同，城市給水系統是干差萬別的。但概括起來有下列幾種：1、統一給水系統當城鎮(zhèn)市給水系統的水質，均按生活用水標準由同一套給水系統統一供應各類建筑作生活、生產、消防用水時，則稱此類給水系統為統一給水系統。這類給水系統適用于新建中、小城市、工業(yè)區(qū)或大型廠礦企業(yè)中用水戶較集中、地形較平均，且對水質、水壓要求也比較接近的情況。2、分質給水系統當一座城市、或大型廠礦企業(yè)的用水，因生產性質對水質要求不同，特別對其大用水戶，其對水質的要求低于生活用水標準，適宜采用分質給水系統。這種給水系統優(yōu)點，顯然因分質供水而節(jié)省了凈水運行費用，缺點是需設置兩套凈水設施和兩套管網，管理工作復雜。選用這種給水系統應作技術、經濟分析和比較。3、分壓給水系統當城市、社區(qū)或大型廠礦企業(yè)用水戶要求水壓差別很大，按統一供水，壓力沒有差別，勢必造成高壓用戶壓力不足而增加局部增壓設備，這種分散增壓不但增加管理工作量，而且能耗也大，此時可采用分壓給水系統。4分區(qū)給水系統這種系統多用于大、中城鎮(zhèn)面積比較遼闊、地形有明顯高、低分區(qū)變化、城鎮(zhèn)規(guī)劃功能劃分明確，具有分期建設的條件。為了保證供水可靠性，區(qū)間應有管道聯通，以便能夠區(qū)間互相支援靈活調度。二、室外排水系統任務：保護環(huán)境免受污染；促進工農業(yè)生產發(fā)展；保證人體健康；維持人類生活和生產活動的衛(wèi)生環(huán)境。主要內容：收集各種污水并及時輸送到適當地點，設置處理廠進行必要的處理?；窘M成：排水網管和污水處理系統（）室外排水體制1、排水的種類生活污水：糞便污水，盥洗、洗滌廢水等工業(yè)廢水：包括生產污水和生產廢水降水：屋面雨（雪）水、地面雨水徑流2、排水體制（1）合流制排水體制特點：生活污水、生產污（廢）水和雨（雪）水共用一套管渠集流。若對混合水并不加處理，直接分散排入水體稱為直泄式合流制。這種排水體系隨著城鎮(zhèn)發(fā)展，對水體污染逐漸嚴重，一般不再采用。若把合流的污廢水和雨水先送到沿河截流干渠或干管，晴天時水量較小，截流干管（渠）把水送到污水廠處理達標后排放水體；降雨時水量增大，此時原集流管渠小流量污水會被增加的雨水稀釋，污染程度減輕，超出處理廠能夠處理水量的部分溢流排入河道水體，這種體制被稱為截流式合流制排水體制。（2）分流制排水體制特點是把生活污水、工業(yè)廢水和雨水徑流用兩套或兩套以上管渠匯集和導流。一般把生活污水與生產污水送到污水處理廠，經處理達到排放標準后，再送到水體（江、河、湖、海）；雨（雪）水徑流和部分污染較輕的生產廢水經匯集后，就近排入水體。由于分流制排水體制對保護環(huán)境有利，為近代城市發(fā)展所采用，而舊城市的更新排水系統也逐步采用分流制排水系統。合流制排水體制分流制排水體制（二）室外排水系統的分類和組成1、生活污水排水系統包括建筑排水系統、小區(qū)排水系統、污水提升泵站及壓力排水管、污水處理廠、污水出口設施等5個部分組成。建筑和小區(qū)（庭院或街坊）排水管道，是接納和匯集建筑物內排放污水的起點和初始管路。污水提升及壓力排水管是在排水管網不能重力排放時才設置。進行建筑排水設計首先必須調查清楚該建筑所在街坊；允許排入污水管道的性質（污水管、雨水管）位置、直徑、管底埋深和坡度走向。城市污水排水系統示意圖小區(qū)和街坊污水管道平面布置示意2、工業(yè)廢水排水系統其組成部分主要有：車間內排水系統、廠區(qū)排水管系、污水泵站及壓力管道、廢水處理站等五個部分。工業(yè)企業(yè)排水系統平面示意圖3、城市雨水排水系統其組成部分有：建筑排水系統、小區(qū)或廠區(qū)雨水管渠、街道雨水管渠、排洪溝（雨水總渠）、出水口等五部分。必要時也設雨水泵站。（三）排水系統的布置1、排水管道布置原則（1）長度和坡度.應依據城鎮(zhèn)規(guī)劃地勢情況以長度最短順坡布設。雨水管道應就近排入水體。（2）管道埋深.排水管道埋深，按管頂最小埋深不宜小于0.7m，并且其管頂可敷于凍土以下0.15m，按此所確定的深度尚有結凍和壓壞時，應有保溫和加固措施。2、污水泵站的設置原則（1）一般采用獨立、地下、自灌提升方式；（2）泵房距居住建筑應大于25m，泵站設備間凈高應按有無吊車起重設備確定，一般最小高度3.0m；（3）泵站房間除有良好通風、采光外，根據地區(qū)氣候和是否有人值班決定是否設置采暖設備。3雨水井的設置是分流制雨水管渠和合流制管渠上收集雨水的構筑物，一般設于道路交叉路口邊側，或直線道路適當距離邊側，或邊側低洼處。雨水經雨水口流進與其連通的連接管后進入排水管渠。4.排水檢查井的設置功能是便于管渠清通其間堵塞物，所以一般在管渠交匯、轉彎、管渠尺寸變化和管渠坡度改變處以及直線段相距一定距離處都應設置排水檢查井。5污水處理廠的廠址的確定一般應設于污水能自流入廠內的地勢較低處并位于城市（鎮(zhèn)）水體下游，與居民區(qū)有一定隔離帶，主導風向下方，不能被洪水浸淹，地質條件好，地形有坡度。（四）污水處理方法1、物理法a.沉淀b.氣浮c.格柵攔截d.過濾2、化學法a.中和b.離子交換法c.混凝3、生物法a.好氧生物法b.厭氧生物法4、綜合法a.物理法生物法化學法第三章管材、附件和水表一、常用給排水管材的種類和使用性能1、鋼管a.分類：無縫鋼管焊接鋼管（鍍鋅鋼管和不鍍鋅鋼管）b.特點：強度大，重量輕，接頭方便，長度達接頭小，水力條件好；易腐蝕，造價高c.適用范圍：高壓管段、室內管道（不埋地）d.連接方式：螺紋，焊接，法蘭2、鑄鐵管a.分類：高壓鑄鐵管、普壓鑄鐵管、低壓鑄鐵管b.特點：給水管：耐腐蝕，壽命長；重量大，難安裝、質地脆，易損壞。排水管：造價低；耐久性好c.適用范圍：埋地給水管道、室內排水管道d.連接方式：承接，法蘭3、塑料管a.分類：聚氯乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管、鋁塑管b.特點：強度高，重量輕，耐腐蝕，易安裝，；耐久性差c.使用范圍：廣泛用于室內給排水管段d.連接方式：螺紋，承接，法蘭，粘接二、常用管道連接方式（1）螺紋連接（2）焊接（3）粘接（4）法蘭連接（5）承插連接三、給水附件1、配水附件：裝在衛(wèi)生器具及用水點的各式水龍頭，用以調節(jié)和分配水流2、控制附件：各類閥門，調節(jié)水量、水壓、關斷水流、改變水流方向a.截止閥b.閘閥c.止回閥d.浮球閥e.安全閥四、水表